毕业论文《低频非线性隔振系统研究》

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1、中国科学技术大学本科毕业论文题口：低频非线性隔振系统研究英文题目：StudyonLow-FrequencyNonlinearVibrationIsolationSystem系别：近代力学系专业：理论与应用力学姓名：学号：导师：教授目录目录1摘要IAbstract1第1章绪论21.1引言21.2低频隔振研究现状21.2.1常用的隔振方法及振动控制的分类21.2.2常用隔振器简介31.2.3低频隔振器及其发展现状31.3论文研究的主要内容及其意义9第2章止负刚度并联实现低频隔振112.1弓I言112.2隔

2、振基本原理112.3负刚度原理132.3.1正负刚度的概念及其载荷变形关系132.3.2负刚度机构的实现142.4隔振器模型的建立142.5垂直隔振零刚度分析152.5.1水平倾斜弹簧的力■位移特性152.5.2止负刚度并联机构172.6低频隔振器的参数优化192.7本章小结20第3章欧拉压梁实现低频隔振213.1引言213.2欧拉压杆的力位移特性213.3负刚度机构243.4负刚度弹簧与欧拉压杆并联实现超低频隔振263.5本章小结27第4章GASF实现低频隔振284.1弓I言284.2GAS隔振器的

3、模型介绍284.3弹簧片的一维模型分析284.3.1对静力学方程的整合294.4对MGAS(Monolithicgeometricanti-spring)简单线性模型的分析314.5本章小结35第5章结论与展望3637参考文献摘要低频、超低频振动对精密及微细加工工业、精密仪器等领域冇着非常人的危害。因此，低频隔振是一个很重耍的课题。木文研究了三种不同类型的低频隔振系统。首先，本文对正负刚度弹赞并联隔振器进行了系统的研究和分析，包括结构和刚度特性的研究。在理论分析的基础上，提出了低频隔振器的设计理论和相

4、应的计算方法，给出了其刚度、结构等的计算公式。并且对低频隔振器进行了参数优化设计。研究结果表明，当隔振器的水平弹簧和垂直弹簧的比值为0.3〜0.5,水平弹簧的预压缩比为0.554〜0.667时，系统具有更好的低频隔振性能。其次，本文对基于欧拉梁的正负刚度并联低频隔振系统进行了研究。分别对垂直压杆的正刚度特性和水平压杆的负刚度特性进行了理论分析，发现了垂直压杆竖直方向固有频率仅和杆长有关。而水平压杆中心处的垂直刚度与其水平方向外加压力有关，当外加压力超出临界值时，垂直刚度可变为负的。最后本文对一种特殊的

5、低频隔振器geometricanti-springfilter(GASF)进彳亍了刚度分析，首先根据弹性理论方面的知识求解出该弹簧片的势能函数，根据系统静平衡时势能最小原理，算出弹簧片水平方向压缩量为9.5%时，取合适的外力5口J以实现极低的固冇频率。然后采用简化的线性弹簧模型得到了定性验证。验证了该结构低频隔振的可实现性，并对系统的结构参数进行了优化。关键词：负刚度，隔振器，非线性，几何反弹簧，欧拉梁AbstractLowfrequency,ultra-lowfrequencyvibrationsc

6、ausemuchharminprecisionandmicro-precisionindustry.Thus,itisveryimportanttostudythelow-frequencyvibrationisolation.Inthisthesis,threedifferenttypesoflow-frequencyvibrationisolationsystemarestudied.Thisthesisgivessystemicresearchandanalysisofthenegativest

7、iffnessvibrationisolator(NSVI),includingthestructureandstiffnessproperties.Basedonthetheoreticanalysis,thedesigntheoryoftheNSVIwasfirstlyproposed.Thecalculationformulaswhichcanbeusedforthestiffnessandthesizesofthestructurewereobtained.Then,theparameters

8、oftheisolationsystemwereoptimized.Thissystemhasgoodperformancewhentheratioofthehorizontalandverticalspringsisfrom0.3to0.5andthecompressionratioofthehorizontalspringisfrom0.554to0.667.Then,thelow-frequencystiffnessvibrationisolati